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• Aylin Portillo Olivera

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Ejercicio •Una refinería de cobre, usa el sistema mono polar en serie que cuenta con 100 tanques que contienen un solución de CuSO4 y de H2SO4 cada tanque tiene 10 electrodo. El cátodo se le aplica una película de aditivo para desprender el cobre refinado. Cada electro mide 90X50 cm. Con un espesor de 10 cm, la separación entre cada cátodo es de 5cm electrolito tiene una resistividad de 25.4 Ω-cm el kilo de cobre anódico o impuro cuesta $ 70 y el kilo de cobre anódico o impuros cuesta 70.00 y el kilo de cobre refinado $ 97.00 y el KWH/kg Cu $3.00 la densidad de la corriente es de 2 Amp/dm2, trabaja con una eficiencia de corriente 65%. Calcular: •La producción en ton/días de cobre refinados. •La producción de cobre refinado en TN/años (365dias) •El espesor de cada electrodo. •Cada cuantos día se deben poner ánodos nuevos •El potencial usado para vencer la resistencia del electrolito por cada tanque o celda •Cual es el costo beneficio de la planta.

Área de un electrodo 90X50 cm.=45 dm2=4500 cm2=0.45 m2 DC=2 Amp/dm2=I/A

η=65%

•La producción en ton/día de cobre refinados. Es simple si se tiene el área de una cara de un electrodo se puede obtener la corriente para la tina tomando en cuenta que hay 10 electrodos. Por lo tanto debe haber 5 ánodos y cinco cátodos, cada uno con dos caras.

Calculo del área de un electrodo. A electrodo=2*45 dm2=90 dm2 Por lo tanto puedo calcular la corriente I=Dc*A= 2 Amp/dm2*90dm2=180 A de corriente en cada electrodo Masa de deposito para un electrodo M=ItEqη/96500C=

180 A*24*3600seg*63.54*0.65/(2*96500C)=3328.047g de Cu producido en un electrodo

Por tanto hay que ver cuantos electrodos trabajaron +

-

Se observa que el ultimo cátodo de la derecha color negro, solo una cara esta de frente al cátodo por lo tanto se toma como medio electrodo. El total serian 4.5 electrodos. El calculo de todo lo que produce la tina se realiza asi. m Cu tina=3328.047g de Cu/electrodo(4.5 electrodos) m Cu tina=14976.2 g de Cu/tina La producción implica todas las tinas por lo tanto m producida=0.0149762 tn de Cu/tina*100 tinas =1.49tn /dia de Cobre producidas. •La producción de cobre refinado en TN/años (365dias) mCu año= 1.49tn /dia de Cobre producidas*365=546.63 tn/año •El espesor de cada electrodo. Esta es la masa de cobre depositada en un electrodo 3328.047g de Cu. Por lo tanto Densidad=m/A*e e=m/A*densidad= 3328.047g /(4500cm2*8.93 g/cm3)=0.08228 cm de espesor de cobre depositado en dos caras, por lo tanto el espesor de una cara será =0.08228 cm/2caras =0.414 cm de espesor para una cara.

•El potencial usado para vencer la resistencia del electrolito por cada tanque o celda. R=25.4 Ω-cm**5 cm/4500 cm2=2.82x10-3 ohm V=I*R=2.82x10-3*180ª=0.508 volts

•Cual es el costo beneficio de la planta. Este es el precio del producto de la cantidad de cobre por año menos los costo de los gastos de trabajo generados. •Cada cuantos día se deben poner ánodos nuevos • primero se calcula el tiempo en que se disuelve el ánodo. •Volumen del ánodo= 90 cm*50cm*10cm=45000 cm3 Por lo tanto se obtiene la masa masa = densidad*Volumen= masa=8.93 g/cm3*45000cm3=401850 g de cobre en un electrodo con este valor y la corriente se calcula el tiempo t=m*96500C*2eq/(I*Eq)= t=401850g*96500*2eq/(180 A* 63.54 g*0.65)= t= 10432495.58seg=120dias=4 meses

Existen dos tipos de arreglos en este sistema el monopolar que es el que se vio y bipolar en este los electrodos tiene una cara como ánodo y otra como cátodo.

Arreglo multiple

+ monopolar

+

bipolar

-

-

+

-

Se llama arreglo múltiple debido a que el sistema monopolar tiene electrodos en paralelo y tinas en serie.